Jump to content

Астеносфера

(Перенаправлено из астеносферы )

Астеносфера, показанная на субдукции границе

Астеносфера астенос (от древнегреческой ἀσθενός ( ) «без силы») является механически слабым [ 1 ] и пластичная область верхней мантии Земли. Он лежит ниже литосферы , на глубине от ~ 80 и 200 км (50 и 120 миль) ниже поверхности и простирается до 700 км (430 миль). Однако нижняя граница астеносферы не очень определена.

Астеносфера почти твердая, но небольшое количество плавления (менее 0,1% от породы) способствует его механической слабости. Более обширное расплавление астеносферы происходит там, где она вверх, и это самый важный источник магмы на земле. Это источник базальта зонами (Морб) и некоторых магм, которые разразились над субдукции или в областях континентального рифтинга .

Характеристики

[ редактировать ]
Астеносфера по отношению к другим слоям структуры Земли

Астеносфера является частью верхней мантии чуть ниже литосферы , которая участвует в тектоническом движении пластин и изостатических корректировках. Он состоит из перидотита , скалы, содержащей в основном минералы оливин и пироксен . [ 2 ] Граница литосферы-астеносферы обычно принимается при изотерме 1300 ° C (2370 ° F) . Ближе к поверхности при более низких температурах мантия ведет себя жестко; Более глубоко ниже поверхности при более высоких температурах мантия движется пластичным образом. [ 3 ] Астеносфера - это то место, где мантийная порода наиболее близко приближается к своей точке плавления, и в этом слое может присутствовать небольшое количество расплава. [ 4 ]

Сейсмические волны проходят относительно медленно через астеносферу [ 5 ] по сравнению с чрезмерной литосферной мантией. Таким образом, он назывался низкоскоростной зоной (LVZ), хотя оба не являются строго такими же; [ 6 ] [ 7 ] Нижняя граница LVZ находится на глубине от 180 до 220 километров (от 110 до 140 миль), [ 8 ] в то время как основание астеносферы лежит на глубине около 700 километров (430 миль). [ 9 ] LVZ также обладает высоким сейсмическим ослаблением (сейсмические волны, движущиеся через астеносферу, теряют энергию) и значительную анизотропию (поляризованные волны сдвига имеют более низкую скорость, чем поляризованные волны сдвига поляризованы). [ 10 ] Открытие LVZ предупредило сейсмологов о существовании астеносферы и дало некоторую информацию о ее физических свойствах, поскольку скорость сейсмических волн уменьшается с уменьшением жесткости . Это снижение скорости сейсмической волны от литосферы до астеносферы может быть вызвано наличием очень небольшого процента расплава в астеносфере, хотя, поскольку астеносфера передает волны , она не может быть полностью расплавлена. [ 4 ]

В океанической мантии переход от литосферы к астеносферу (лаборатория) меньше, чем для континентальной мантии (около 60 км в некоторых старых океанических областях) с резким и большим падением скорости (5–10%). [ 11 ] В середине океана лаборатория поднимается в течение нескольких километров от пола океана.

Верхняя часть астеносферы считается зоной, в которой великие жесткие и хрупкие литосферные пластины земной коры движутся . Из -за температуры и условий давления в астеносфере порода становится пластичной , движущаяся со скоростями деформации, измеренной в см/год на линейные расстояния, в конечном итоге измеряя тысячи километров. Таким образом, он течет как конвекционный ток, излучая тепло наружу от внутренней части Земли. Над астеносферой, с той же скоростью деформации, скала ведет себя упруго и, будучи хрупкой, может сломаться, вызывая недостатки . Считается, что жесткая литосфера «плавает» или движется по медленно протекающей астеносферу, обеспечивая изостатическое равновесие [ 12 ] и разрешение движения тектонических пластин . [ 13 ] [ 14 ]

Астеносфера простирается от верхней границы примерно на 80-200 км (от 50 до 120 миль) ниже поверхности [ 15 ] [ 7 ] до нижней границы на глубине приблизительно 700 километров (430 миль). [ 9 ]

Граница литосферы-астеносферы

[ редактировать ]

Граница литосферы-астеносферы (лаборатория [ 15 ] [ 7 ] ) относительно острый и, вероятно, совпадает с началом частичного плавления или изменением композиции или анизотропии . [ 16 ] Различные определения границы отражают различные аспекты граничной области. В дополнение к механической границе, определяемой сейсмическими данными, которая отражает переход от жесткой литосферы к протоковой астеносферу, они включают в себя тепловой граничный слой, над которым тепло транспортируется тепловой проводимостью и ниже, в основном теплопередача в основном конвективен ; Реологическая граница, где вязкость падает ниже около 10 21 PA-S; и химический пограничный слой, над которым мантийная порода истощается в летучих веществах и обогащена магнием по сравнению с породой внизу. [ 17 ]

Нижняя граница астеносферы

[ редактировать ]

Нижняя граница астеносферы, верхняя часть осторожной мезосферы или мезосферной оболочки, [ 18 ] менее четко определен, но был помещен у основания верхней мантии. [ 19 ] Эта граница не является ни сейсмически, ни хорошо понятной [ 9 ] но приблизительно совпадает с комплексным разрывом 670 км. [ 20 ] Этот разрыв, как правило, связан с переходом от мантийной скалы, содержащей рингвуд к мантийной скале, содержащей Bridgmanite и периклаз . [ 21 ]

Источник

[ редактировать ]

Механические свойства астеносферы широко связаны с частичным плавлением породы. [ 4 ] Вполне вероятно, что небольшое количество расплава присутствует через большую часть астеносферы, где он стабилизируется следами летучих веществ (воды и углекислого газа), присутствующих в мантийной породе. [ 2 ] Тем не менее, вероятное количество расплава, не более 0,1% от породы, кажется неадекватным, чтобы полностью объяснить существование астеносферы. Этого недостаточно для полных границ влажного зерна в скале, а влияние расплава на механические свойства породы не ожидается значительным, если границы зерна не полностью смачиваются. Границы с острой литосферой истеносферной также трудно объяснить только по частичным таянию. [ 10 ] Возможно, что таяние накапливается в верхней части астеносферы, где он пойман на непроницаемой породе литосферы. [ 2 ] Другая возможность состоит в том, что астеносфера представляет собой зону минимальной растворимости воды в мантийных минералах, так что было доступно больше воды для образования большего количества расплава. [ 22 ] Другим возможным механизмом создания механической слабости является скольжение границы зерна, где зерна слегка проскользнули друг от друга под напряжением, смазываемые следами присутствующих летучих веществ. [ 10 ]

Численные модели мантийной конвекции, в которой вязкость зависит как от температуры, так и от скорости деформации, надежно продуцируют океаническую астеносферу, что позволяет предположить, что ослабление деформации является значительным механизмом. [ 23 ]

Магма поколение

[ редактировать ]

Декомпрессионное плавление астеносферных пород, ползучаясь к поверхности, является наиболее важным источником магмы на Земле. Большая часть этого извергается в середине океана, образуя отличительный базальт хребта в среднем океане (Морб) океанской коры. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] Магмы также генерируются путем декомпрессионного плавления астеносферы над зонами субдукции [ 27 ] и в областях континентального рифтинга . [ 28 ] [ 29 ]

Распространение декомпрессии в астеносфере, вероятно, начинается на глубине до 100-150 километров (от 60 до 90 миль), где небольшие количества летучих веществ в мантл -скале (около 100 ч / млн воды и 60 ч / м . Не более, чем около 0,1% скалы. На глубине около 70 километров (40 миль) условия сухого плавления достигаются и существенно увеличиваются плавление. Это обезвоживает оставшуюся твердую породу и, вероятно, является происхождением химически истощенной литосферы. [ 2 ] [ 10 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Баррелл, Дж. (1914). «Сила коры, часть VI. Отношения изостатических движений с сфере слабости - астеносфера». Журнал геологии . 22 (7): 655–83. Bibcode : 1914jg ..... 22..655b . doi : 10.1086/622181 . JSTOR   30060774 . S2CID   224832862 .
  2. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Hirschmann 2010 .
  3. ^ Я, Стив; Рэмпино, Майк (2012). «Корка и литосфера» . Геологическое общество Лондона . Получено 27 января 2013 года .
  4. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Kearey, Clepe & Vine 2009 , с. 49
  5. ^ Форсайт, Дональд В. (1975). «Ранняя структурная эволюция и анизотропия океанической верхней мантии» . Геофизический журнал International . 43 (1): 103–162. Bibcode : 1975geoj ... 43..103f . doi : 10.1111/j.1365-246x.1975.tb00630.x .
  6. ^ Kearey, P., ed. (1993). Энциклопедия твердых наук о Земле . Оксфорд: Наука Блэквелла. ISBN  978-1-4443-1388-8 Полем OCLC   655917296 .
  7. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Eppelbaum, Lev V.; Kutasov, I.M.; Pilchin, Arkady (2013). Applied Geothermics . Berlin, Germany. ISBN  978-3-642-34023-9 Полем OCLC   879327163 . {{cite book}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка )
  8. ^ Конди, Кент С. (1997). Тектоника пластины и эволюция коры . Баттерворт-Хейнеманн . п. 123. ISBN  978-0-7506-3386-4 Полем Получено 21 мая 2010 года .
  9. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Kearey, Clepe & Vine 2009 , с. 51
  10. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Карато 2012 .
  11. ^ Rychert, Кэтрин А.; Ширер, Питер М. (2011). «Визуализация границы литосферы-астеносферы под Тихим океаном с использованием моделирования формы сигнала SS». Журнал геофизических исследований: твердая земля . 116 (B7): B07307. Bibcode : 2011jgrb..116.7307R . doi : 10.1029/2010JB008070 .
  12. ^ Kearey, Klepeis & Vine 2009 , с. 48–49.
  13. ^ Хендрикс, Марк; Томпсон, Грэм Р.; Турк, Джонатан (2015). Земля (2 -е изд.). Стэмфорд, Ct. ISBN  978-1-285-44226-6 Полем OCLC   864788835 . {{cite book}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка )
  14. ^ Гаррисон, Том; Эллис, Роберт (2017). Основы океанографии (8 -е изд.). Pacific Grove, CA. ISBN  978-1-337-51538-2 Полем OCLC   1100670264 . {{cite book}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка )
  15. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Гупта, Харш К., изд. (2011). Энциклопедия сплошной геофизики . Дордрехт, Нидерланды: Спрингер. ISBN  978-90-481-8702-7 Полем OCLC   745002805 .
  16. ^ Rychert, Кэтрин А.; Ширер, Питер М. (24 апреля 2009 г.). «Глобальный взгляд на границу литосферы истеносферы». Наука . 324 (5926): 495–498. Bibcode : 2009sci ... 324..495r . doi : 10.1126/science.1169754 . PMID   19390041 . S2CID   329976 .
  17. ^ Artemieva, Irina (2011). Литосфера . С. 6, 12. doi : 10.1017/cbo9780511975417 . ISBN  978-0-511-97541-7 .
  18. ^ Дейли, Реджинальд Алдворт (1940). Сила и структура земли . Прентис-Холл.
  19. ^ Андерсон, Дон Л. (1995). «Литосфера, астеносфера и перисфера» . Отзывы геофизики . 33 (1): 125–149. Bibcode : 1995rvgeo..33..125a . doi : 10.1029/94RG02785 . ISSN   8755-1209 .
  20. ^ Фаулер, CMR; Фаулер, Конни Мэй (2005). Сплошная Земля: введение в глобальную геофизику . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0521893077 .
  21. ^ Ito, e; Takahashi, E (1989). «Постспинельные преобразования в системе MG2SIO4-FE2SIO4 и некоторые геофизические последствия». Журнал геофизических исследований: твердая земля . 94 (B8): 10637–10646. Bibcode : 1989jgr .... 9410637i . doi : 10.1029/jb094ib08p10637 .
  22. ^ Мидердель, Катерин; Кепплер, Ганс; Смит, Джозеф Р.; Лангенхорст, Фалко (19 января 2007 г.). «Растворимость воды в глиноземном ортопироксене и происхождение астеносферы Земли» Наука . 315 (5810): 364–3 Bibcode : 2007sci ... 315..364M Doi : 10.1126/ science.1  17234945PMID  33006157S2CID
  23. ^ Беккер, Торстен В. (ноябрь 2006 г.). «О влиянии температуры и зависимой от деформации вязкости на глобальный поток мантии, чистое вращение и силы вождения пластин» . Геофизический журнал International . 167 (2): 943–957. Bibcode : 2006geoji.167..943b . doi : 10.1111/j.1365-246x.2006.03172.x .
  24. ^ Коннолли, Джеймс А.Д.; Шмидт, Макс У.; Солферино, Джулио; Багдассаров, Николай (ноябрь 2009 г.). «Проницаемость астеносферной мантии и скорости экстракции расплава в середине океанов». Природа . 462 (7270): 209–212. Bibcode : 2009nater.462..209c . doi : 10.1038/nature08517 . PMID   19907492 . S2CID   4352616 .
  25. ^ Олив, Жан-Артур; Dublanchet, Пьер (ноябрь 2020 г.). «Управление на магматической фракции удлинения в середине океанических хребтов» . Земля и планетарные научные письма . 549 : 116541. Bibcode : 2020e & PSL.54916541O . doi : 10.1016/j.epsl.2020.116541 . S2CID   224923541 .
  26. ^ Hofmann, AW (1997). «Геохимия мантии: послание из океанического вулканизма» . Природа . 385 (6613): 219–228. Bibcode : 1997natur.385..219h . doi : 10.1038/385219A0 . S2CID   11405514 .
  27. ^ Кондер, Джеймс А.; Wiens, Douglas A.; Моррис, Джули (август 2002 г.). «На декомпрессионной структуре плавления в вулканических дугах и центрах распространяющихся на заднем воздухе: таяние дуги и насадка» . Геофизические исследования . 29 (15): 17–1–17-4. doi : 10.1029/2002gl015390 . S2CID   29842432 .
  28. ^ Кин, CE; Кортни, RC; Dehler, SA; Уильямсон, М.-С. (Февраль 1994 г.). «Декомпрессия таяния на рифмовых краях: сравнение модельных прогнозов с распределением магматических пород на восточной канадской краю». Земля и планетарные научные письма . 121 (3–4): 403–416. Bibcode : 1994e & psl.121..403k . doi : 10.1016/0012-821x (94) 90080-9 .
  29. ^ Стернай, Пьетро (декабрь 2020 г.). «Поверхностные процессы, навязывающие растянутую скалу» . Научные отчеты . 10 (1): 7711. Bibcode : 2020natsr..10.7711S . doi : 10.1038/s41598-020-63920-w . PMC   7206043 . PMID   32382159 .

Библиография

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ededc3d2df3925d872e84a706d98e3e6__1723545240
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ed/e6/ededc3d2df3925d872e84a706d98e3e6.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Asthenosphere - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)